DE69302801T2

DE69302801T2 - Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsgehäuses

Info

Publication number: DE69302801T2
Application number: DE69302801T
Authority: DE
Inventors: Helmut Arnold Hardow Wodrich; Mario Santo Zanet
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1993-01-05
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: CA2103928A1; EP0605916A1; US5384949A; EP0605916B1; DE69302801D1; CA2103928C

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsgehäuses. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf röhrenförmige Kupplungsgehäuse mit axialen und radialen Vielnutteilen und deren Rolldrück- bzw. Fließformherstehung.
Fließformen von Getriebekomponenten, wie z.B. Kupplungsgehäusen, ist in den Herstellungsprozeß eingeführt worden. Diese Herstellungsform wird gegenwärtig verwendet. um eine röhrenförmige Schale bzw. Hülle aus einem Scheibenbauteil zu schaffen. Die Vielnutzähne für einen Innenantrieb werden durch Rollen gebildet, und der Außendurchmesser ist glatt und hat eine bestimmte Abmessung. Mindestens ein Prozeß zieht ein Formen von Vielnutzähnen in dem Außendurchmesser unter Verwendung eines gezahnten Werkzeugbauteils in Betracht, um die Zahnform in den Außendurchmesser nach dem Fließformarbeitsvorgang zu pressen.
Der üblichere, bei der Herstellung von Kupplungsgehäusen verwendete Herstellungsprozeß ist Tiefziehen, was ein Viehrschrittprozeß oder Hammerformen ist, bei dem ein hammerartiges Werkzeug verwendet wird, um ein auf einer gezahnten Spindel geschaffenes schalenförmiges Werkstück zu formen. Ein axiales Rollenformen ist ebenfalls verwendet worden um diese Komponenten herzustellen. Bei diesem Prozeß wird ein schalenförmiges Werkstück auf einer Formspindel angebracht, und ein Werkzeug zum Rollformen bewegt sich axial, um das Niet all in die Zahnform, im wesentlichen jeweils ein Zahn, auf der Spindel zu pressen. Die Spindel wird gedreht, um auch die nicht entwickelte Oberfläche der Rollform darzubieten, um eine Vielnutbildung der gesamten Innenoberfläche zu erlauben.
Die Strukturen nach dem Stand der Technik sind auf einfache Gehäuse beschränkt gewesen während kompliziertere Anordnungen, wie z.B. eine Hohlwellen- bzw. Drehrohr- Antriebsverbindung in einem bei einem handelsüblich erhältlichen Getriebe verwendeten Kupplungsgehäuse. weiterhin mehrstückige Strukturen sind.
DE-A-3931599 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsgehäuses mit einer inneren radialen Vielnut, einer um die innere Vielnut umliegenden Bremsoberfläche und einem sich axial erstreckenden Antriebsteil zu schaffen.
Zu diesem Zweck ist ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung über DE-A- 3931599 durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 spezifizierten Merkmale gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung schafft vorzugsweise ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsgehäuses, worin auf einer Formspindel ein schalenförmiges Werkstück für ein Fließformen durch mehrere Formrollen angebracht wird, die bezüglich der sich drehenden Spindel axial verschoben werden, um eine glatte Außenoberfläche über eine vorbestimmte Länge des Körpers und eine gekeilte bzw. Vielnut-Innenoberfläche über diese vorbestimmte Länge zu schaffen, ein weiteres Fließformen eine Verdickung eines Wandteils liefert, um den Außendurchmesser des Körpers zu vergrößern, und ein weiteres Fließformen einen dritten Teil mit einer zweiten vorbestimmten Dicke schafft, die geringer als die erste vorbestimmte Dicke ist, und ein abschließendes Fließformen eines vierten Teils eines Körpers bis zu einer vorbestimmten Dicke vorgesehen ist, die größer als die des dritten Körperteils ist, indem mindestens der Außendurchmesser des Körpers vergrößert wird.
Die vorliegende Erfindung karin auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsgehäuses schaffen, wie vorher beschrieben, worin das Kupplungsgehäuse nach einem Fließformarbeitsvorgang von der Werkzeugmaschine entfernt wird, um die Entfernung von Teilen des vierten Teils des Körpers darin zu gestatten, wobei eine Axialantriebsverbindung für das Kupplungsgehäuse geschaffen wird.
Die vorliegende Erfindung kann ferner ein Herstellungsverfahren schaffen, wie vorher beschrieben, worin ein durch Fließformen gebildetes Gehäuse mit sich axial erstreckenden Antriebsnasen mit einem Nabenbauteil verbunden wird, um das Kupplungsgehäuse in einem Getriebe drehbar zu halten.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines schalenförmigen Werkstückes ist, das an einer sich drehenden Spindel befestigt und bezüglich eines oder mehrerer Rollformbauteile positioniert bzw. angeordnet ist;
Figur 2 eine Ansicht ähnlich Figur list, die das Rollformbauteil darstellt, das sich axial entlang der Spindel bewegt hat, um die gewünschte Innen- und Außenform des Getriebegehäuses zu schaffen;
Figur 3 eine Schnittansicht eines Getriebegehäuses ist;
Figur 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Figur 3 ist; und
Figur 5 ein Flußdiagramm des Herstehungsprozesses ist, der verwendet wird, um das Getriebegehäuse zu bilden.
In den Zeichnungen, worin gleiche Zeichen die gleichen oder entsprechenden Teile die verschiedenen Ansichten hindurch repräsentieren wird in den Figuren 1 und 2 eine schematische Darstellung einer Werkzeugmaschine 10 gezeigt, die aus einer sich drehenden oder drehbaren Spindel 12 und mindestens einer axial beweglichen Formrolle oder einem Kopf 14 besteht. Die Spindel 12 weist eine Reitstockklemmung 16 auf, die dazu dient, ein schalenförmiges Werkstück 18 an dem Ende der Spindel 12 anzubringen.
Die Spindel 12 hat eine geformte Außenkontur, die einen Vielnutteil 20 und eine glatte Bohrung 22 definiert. Die glatte Bohrung 22 und der Vielnutteil 20 sind durch einen Stufenteil 24 getrennt, der zwischen dem Außenrand des Vielnutteils 20 und der glatten Bohrung 22 einen größeren Durchmesser liefert.
Wenn das schalenförmige Werkstück 18 durch die Reitstockklemmung 16 am Platz auf der Spindel 12 befestigt ist, wird die Formrolle oder der Kopf 14 entlang der Außenoberfilche des schalenförmigen Werkstückes 18 axial ausgefahren, um ein Rolldrücken bzw. Fließformen des Metalls in dem schalenförmigen Werkstück 18 zu erzwingen. Bei dern Fließformprozeß wird sich das Metall in dem schalenförmigen Werkstück 18 an die Außenoberfläche der Spindel 12 anpassen. Das heißt, die Innenoberfläche des schalenförmigen Werkstückes 18 wird einen inneren Vielnutteil 26, der zu dem Vielnutteil 20 komplementär ist, und einen glatten Innendurchmesser 28 bilden, der zu dem glatten Bohrungsteil 22 komplementär ist.
Der Formkopf 14 wird entlang der Länge der Spindel 12 axial verschoben, wie vorher erklärt wurde. Der Rollformkopf 14 bewegt sich linear entlang des Vielnutteus 20 und wird dann radial nach außen bewegt, während das Fließformen des schalenförmigen Werkstückes 18 fortgesetzt wird, um eine Zunahme in der Werkstückdicke zu schaffen, während die Spindellänge entlang gefahren wird, um zu gestatten, daß der vergrößerte Durchmesser einer glatten Innenbohrungsoberfläche 22 angepaßt wird.
Wie in den Figuren 2 und 4 ersichtlich ist, erfährt das Werkstück 18 eine merkliche Zunahme im Außendurchmesser zwischen dem Vielnutteil 26 und dem glatten Innendurchmesserteil 28. Diese Durchrnesserzunahme ist vorzugsweise ein kontinuierlicher Kegel 30, jedoch kann der Winkel des Kegels variieren. wie durch die gestrichelte Linie in Figur 4 dargestellt ist. Die vergrößerte Wanddicke an dieser Stelle sorgt für einen Bereich, in dem eine Rille 32 nach der Entfernung des Werkstäckes von der Spindel 12 maschinell abgespant bzw. bearbeitet werden kann.
Die Rihe 32 wird, wie bekannt ist, einen (nicht dargestellten) Sicherungsring aufnehmen, der mehrere Kupplungsplatten und Spaunplatten am Platz halten oder anderweitig axial anordnen wird, die in dem Vielnutteil 26 eines Kupplungsgehäuses oder Kupplungs- bzw. Drehmomentübertragungsrohres oder -gehäuses 34 angeordnet sind. wenn ein Getriebeaufbau beendet ist.
Das schalenförmige Werkstück 18 wird nach dem Fließformprozeß das Kupplungsrohr 34, wie in Figur 3 dargestellt, hefern. Die äußere, sich axial erstreckende Schale bzw. Hülle des Kupplungsrohres 34 wird vollständig durch die Formköpfe 14 und die komplementären Oberflächen auf der Spindel 12 gebildet. Eine sich radial erstreckende Endwand 36 des Kupplungsrohres 34 wird in einem Ziehprozeß ausgebildet, der ausgeführt wurde, um das schalenförmige Werkstück 18 vor einer Montage auf die Spindel 12 zu schaffen.
Wie in Figur 4 ersichtlich ist, besteht das Kupplungsrohr 34 aus dem Vielnutteil 26, dem Kegelteil 30, der den Vielnutteil 26 von einem Hohlwellen- bzw. Drehrohrteil 38 trennt. Der Drehrohrteil 38 ist entlang des Kupplungsrohres 34 zwischen dem Kegel 30 und einem axialen Drehmomentübertragungs- bzw. Kupplungsteil 40 gebildet. Der Drehrohrteil 38 ist ein dünnwandiger Teil mit einem glatten Innendurchmesser 28 und einem konstanten Außendurchmesser 42.
Während des Formprozesses wird die Außenwand des Kupplungsrohres 34 bei 44 erweitert bzw. verstärkt, um eine vergrößerte Wanddicke für den Axialantriebsteil 40 zu schaffen. Nachdem das Kupplungsrohr 34 von der Spindel 12 durch ein herkömmliches Abstreifgerät entfernt worden ist, wird der Axialantriebsteil 40 in dem Ende des Kupplungsrohres 34 gebildet indem bei einem herkömmlichen Metallschneideprozeß, wie bei Axialzähnen 46 dargestellt, Material entfernt wird. Diese Vielzahl von sich axial erstreckenden Zähnen ist eine wohlbekannte Art und Weise, in der ein Kupplungsrohr mit einem Getriebeelement oder einem anderen Nabenbauteil innerhalb eines Getriebes verbunden werden kann. Nach dem Stand der Technik würde jedoch das Rohr an beiden Enden Zähne für eine Antriebsverbindung aufweisen.
Nach einer Entfernung von der Spindel 12 wird auch eine Befestigungsnabe 48 mit der radialen Endwand 36 des Drehrohres 34 verbunden. Das bevorzugte Verbindungsverfahren ist entweder ein Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, was eine zuverlässige Antriebsverbindung zwischen der Befestigungsnabe 48 und dem Kupplungsrohr 34 liefern wird. Die Befestigungsnabe 48 weist eine geformte Innenoberfläche auf, die den Einbau von Hülsen oder anderen Drehhaltebauteilen gestattet, die für eine Verwendung in der Getriebeanordnung wünschenswert sein könnten. Meistens wird die Befestigungsnabe 48 auch eine Oberfläche, auf der ein Kolben, um in dem Kupplungsrohr 34 zu gleiten, geführt werden kann, und Mittel vorsehen, um die Position herkömmiicher Rückkehrfedern für eine Verwendung bei der Kupplungsanordnung einzustellen.
Figur 5 beschreibt das Verfahren, das beim Formen des Kupplungsrohres 34 aus dern schalenförmigen Werkstück 18 verfolgt wird. Obwohl Figur.5 im wesentlichen seibsterklärend ist, wird sie kurz beschrieben werden. Der anfängliche Arbeitsvorgang 50 wird durch Stanzen eines Werkstückbauteils aus einem fortlaufenden Stahlblatt erreicht. um das Werkstück 18 zu bilden. Nach einem Formen des Werkstückes 18 in einem Stanzprozeß oder Schmiedeprozeß wird das Werkstück 18 beim Arbeitsvorgang 52 auf den Kopfstock oder die Spindel 12 gespannt, und bei dem Arbeitsvorgang 54 wird das Werkstück 18 zwischen einem herkömmlichen Abstreifer in dem Reitstock t6 eingeklemmt.
Bei einer Spindel oder eineni Fließformprozeß, wie z.B. der in den Figuren 1 und 2 dargestellte, wird ein Abstreifer verwendet, der im wesentlichen ein zentral angeordneter Stößel der Spindel ist, um das Werkstück nach dem Rollprozeß von der Spindel wegzudrängen. Die Abstreiferbetätigung ist wohlbekannt, und eine ausführlichere Beschreibung ist an dieser Stelle wohl nicht erforderlich.
Beim Arbeitsvorgang 56 wird die Reitstockklemmung vorwärts bewegt, um eine direkte Verbindung zwischen der Spindel 12 und dem Werkstück 18 zu schaffen, und der Abstreifer wird zu diesem Zeitpunkt innerhalb der Spindel zurückgezogen. Wie beim Arbeitsvorgang 58 ersichtlich ist, werden die Formrollen 14 parallel zu der longitudinalen Achse der Spindel 12 vorgeschoben. Meistens werden drei winkelmäßig gleich beabstandete Rollen verwendet. Die Rollen sind auf einem beweglichen Laufwerk oder Kopf angebracht, das oder der im ahgemeinen hydraulisch betätigt wird, um ein Ausfahren und einen linearen Antrieb entlang der longitudinalen Achse der Spindel 12 zu liefern.
Wie beim Arbeitsvorgang 60 ersichtlich ist, wird das Profil der Rollenbahnen geschaffen, und das Laufwerk wiederum, auf dem die Rollen angebracht sind, ist angepaßt, um den Rollen zu gestatten, sich auf dem Laufwerk in wohlbekannter Art und Weise radial hinein und heraus zu bewegen, um die Anderungen der Außenoberfläche des Kupplungsrohres 34 zu kefern.
Nach dem Formprozeß beim Arbeitsvorgang 60 werden die Rollen und das Laufwerk beim Arbeitsvorgang 62 zurückgezogen, so daß beim Arbeitsvorgang 64 das Kupplungsrohr 34 von der Spindel 12 ausgestoßen wird. Dieses Ausstoßen wird durch den internen Abstreifer erreicht, der ursprünglich zwischen den Reitstock und das Werkstück 18 geklemmt wurde, und durch einen (nicht dargestellten) externen Abstreifer, der entlang der Außenoberfläche der Spindel 12 bewegt wird, um mit dem Axialende des Kupplungsrohres 34 in Eingriff zu stehen. Das Abstreifen wird von einem Entlade- Arbeitsvorgang 66 gefolgt, in der das geformte Kupplungsrohr 34 zu einem anderen Arbeitsvorgang oder einem 'Fabrikations'-Lager bewegt wird.
Eine weitere maschinelle Bearbeitung wird an dem Kupplungsrohr 34 durch herkömmliche Werkzeuge ausgeführt worin die Rille 32 in das Kupplungsrohr 34 maschinell gearbeitet wird und die Axialzähne 46 in das Kupplungsrohr 34 maschniell gearbeitet werden. Diese beiden Arbeitsvorgänge sind herkömmliche Metallentfernungsarbeitsvorgänge, die den Fachleuten wohlbekannt sind. Alternativ können die Axialzähne 46 während des Fließformarbeitsvorganges gebildet werden. Nach einer Entfernung von der Formspindel 12 wird auch die Befestigungsnabe 48 am Platz, wie oben beschrieben, befestigt. Somit erkennt man, daß ein im wesentlichen schwierig herstellbares und vollständiges Kupplungsrohr bei einem Rollprozeß in einem einzigen Durchgang auf einer Fließformmaschine gebildet wird.
Mechanismen oder Hohlwellen bzw. Drehrohre nach dem Stand der Technik sind im allgemeinen bei der Rille 32 in zwei Stücke getrennt. Sie sind derart aufgebaut daß der Drehrohrteil 38 von dem Vielnutteil 26 getrennt ist. Der Vielnutteil 26 muß dann eine gezahnte oder andere, auf der Außenoberfläche ausgebildete Antriebsverbindung aufweisen, die die Beziehung zwischen dem Drehrohrteil 38 und dem Vielnutteil 26 herstellen wird. Indem man gestattet, daß das gesamte Kupplungsrohr in einem einzigen Fließformarbeitsvorgang hergestellt wird, wird die Anzahl von Teilen, der Lagerbestand und die Montage des Kupplungsrohres außerordentlich verbessert.
Der Vielnutteil 26 weist, wie am besten in den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, einen glatten Außendurchmesser 68 auf, der im allgemeinen als eine Bremsoberfläche verwendet wird, auf der ein Bremsband wählbar in Eingriff gebracht werden kann, um für eine Verzögerung des Kupplungsrohres und die Einrichtung einer Reaktionsvorrichtung innerhalb eines herkömmlichen Getriebes zu sorgen.

Claims

1. Ein Verfahren zur Herstellung eines Kupplungsgehäuses (34) mit einem sich axial erstreckenden Vielnut-Innenumfangsteil (26), einer glatten Oberfläche (65) auf einem um den Vielnut-Innenumfangsteil umliegenden Außenumfangs teil und einer sich axial erstreckenden Antriebsverbindung (38), die gegen die glatte Oberfläche axial versetzt ist: wobei das Verfahren aufweist ein Anbringen eines schalenförmiges Werkstückes (18) auf einem Formspindelmittel (10) mit mindestens einem Vielnut-Zylinderteil (20) und einem dazu benachbarten, glatten Zylinderteil (22): und ein Fließformen des schalenförmigen Werkstückes. um einen ersten Teil des Kupplungsgehäuses bis zu einer vorbestimmten Dicke zu definieren um den Vielnut-Innenurnfangsteil und die glatte Reibungsoberfläche gleichzeitig zu bilden und das schalenförmige Werkstück zu verlängern; gekennzeichnet durch die Schritte, daß das schalenförmige Werkstück einem Fließformen unterzogen wird, um einen zweiten, dem ersten Teil benachbarten Teil zu einem sich allmählich verdickenden Wandteil (30) zu definieren, indem der Außendurchmesser des schalenförmigen Körpers vergrößert wird; das schalenförmige Werkstück einem Fließformen unterzogen wird, um einen dritten, dem zweiten Teil benachbarten Teil (28, 42) bis zu einer zweiten vorbestimmten Dicke, die geringer als die erste vorbestimmte Dicke ist, und bis zu einem Außendurchmesser zu definieren, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des zweiten Teils ist; das schalenförmige Werkstück einem Fließformen unterzogen wird, um einen vierten, dern dritten Teil benachbarten Teil (44) bis zu einer vorbestimmten Dicke zu definieren, die größer als die des dritten Teils ist, indem wenigstens der Außendurchmesser des schalenförmigen Werkstückes vergrößert wird; und sich axial erstreckende Antriebsnasen (46) in dem vierten Teil gebildet werden, indem Teile davon entfernt werden.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das schalenförmige Werkstück (18) von dem Spindelmittel (10) nach einem Fließformen und vor eineni Bilden der Antriebsuasen (46) entfernt wird.